[发明专利]阻燃纤维混合物，火和热阻隔织物和相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2004年11月30日提交的U.S.序列号11/001,539的部分继续申请并且还要求于2005年3月11日提交的美国临时申请U.S.序列号60/660,620的权益。

发明背景

本发明涉及在制备具有耐火性的织物，尤其包括无纺耐燃性材料如阻隔织物中有用的耐燃性纤维混合物。本发明还涉及在保护物品免受火和相关的热影响中有用的单层无纺织物和使用火和热阻隔织物保护组件中的相邻材料的方法。

耐燃性(FR)材料用于许多纺织品应用。例如，FR材料作为家具、盖被、枕头和床垫的外部织物和内部材料之间的阻挡层是有用的。此类材料可以是织造或没有织造、针织的或与其它材料层压的。

耐火性由ASTM定义为“在施加火焰或非火焰点火源后，在有或者没有随后将该点火源移走的情况下，材料的藉此使火焰燃烧防止、终止或抑制的性能”。耐燃性的材料可以是聚合物、纤维或织物阻燃剂由ASTM定义为“用来赋予耐火性的化学物质”。

火焰阻滞、热阻滞和耐火织物通常用作组件中其它材料的防护屏障。近来，对保护性阻隔层日益需要的实例包括床垫、被套、家具包皮和床上用品；在最初的时候State of California，具体来说，Bureauof Home Furnishings and Thermal Insulation of the Departmentof Consumer Affairs of the State of California就制定了所有的规章。State of California让所述规章来调节这些材料，力图通过限制当物品暴露于明火下时释出的能量的量减少在火灾中损失的生命。

在床垫和床垫套的情况下，试行规则在加利福尼亚州于2005年1月1日变成法律并且预期类似的国内立法将在2007完成。基于至今建立的市场历史，对末端消费者的价值是有限的。因为不能越过与达到新规定的标准有关的显著更高的成本，所以床垫制造商已经表明需要低成本高性能的阻隔织物。

此类FR材料的耐火性能通常根据各种标准方法测定，如用于包皮的California TB117和TB 133；用于窗帘和布帘的NFPA701；与公共建筑中的床垫的可燃性试验程序有关的加利福尼亚Test Bulletin129，dated October 1992，和与居住使用的床垫有关的CaliforniaTest Bulletin 603。希望地，FR材料不会从火焰中熔化或消失，而是形成帮助控制燃烧和屏蔽由织物包围的材料的炭。

火焰和热阻隔织物的需要的保护与所需产品的最终组件中使用的其它组分有关。例如，床垫通常包含用于缓冲的纤维和泡沫层毛絮和用于持久覆盖的褥子。大多数缓冲材料由当暴露于明火下时燃烧的泡沫和纤维组成。至今大部分规章制定工作指向将内部缓冲层屏蔽免遭明火或来自明火的热的引燃而不损害床垫的舒适度或美观。

FR阻隔织物的其它合乎需要的性能包括：白色或其它中性色以便不污染生产设备或改变复合材料产品的外观；能够保持不受紫外光影响从而不变黄和改变浅色床垫布或家具装饰织物的外观；触摸时是柔软的，从而赋予消费者需要的感觉；和成本效率。

一些纤维已知具有FR性能，如含卤、含磷和含锑材料。然而，这些材料比类似类型的非FR材料重，并且它们具有降低的磨损寿命。

工业中仍需要制造可能通过严格的可燃性试验指标的无纺阻隔织物。此外，工业中需要从较廉价且具有轻毛层重量的材料生产此类无纺产品。此外，其它工业将从由具有耐燃性能的纤维制成的耐燃性织物的可利用性受益，而用于作为不具有此类性能的织物的替代。

例如，集尘室过滤器广泛地用来控制许多工业如食品加工，水泥、矿石并且聚集体加工，金属加工，发电中和各种化学物质的生产中的圆锥花状污染物。这类过滤织物理想地将具有(1)足够的机械强度以抵御在使用过程中和多个弯曲循环过程中产生的压力，(2)长时间对粗糙化学物质有耐性，(3)能够不受在高达482℃(900°F)的连续操作温度下的影响，(4)对强火花有耐性，(5)在使用温度下收缩小于大约1％，(6)高的过滤效率，和(7)对微生物的腐蚀有耐性。

仍需要低成本的火焰和热阻隔织物，所述织物保护所需产品的组件的其它构件以致该组件达到所有消费者和规章要求。

发明概要

大体上，本发明提供耐燃性(FR)纤维混合物，其包含无定形硅石纤维；和至少一种选自FR纤维、粘合用纤维和其混合物的纤维。